Afweersysteem-aangeboren-cellen

Witte bloedcellen

Witte bloedcellen zijn een groep cellen, die zich in het bloed en het lymfeweefsel bevinden en het lichaam moeten beschermen tegen lichaamsvreemde stoffen, zoals bacteriën, virussen en schimmels. De aantallen en soorten leukocyten in het bloed kunnen variëren, maar normaal gesproken vormen deze witte bloedcellen slechts 1 procent van het totale bloedvolume.
De witte bloedcellen, de leucocyten, in het aangeboren afweersysteem bestaan uit:
• de monocyten.
• de macrofagen.
• de granulocyten (neutrofielen, eosinofielen, basofielen).
• de dendritische cellen.
• de mestcellen.
De witte bloedcellen, de lymfocyten, in het aangeboren afweersysteem bestaan uit:
• de natural-killer cellen (NK-cellen).

Monocyten

Monocyten worden in het beenmerg aangemaakt. Het beenmerg is de plaats, waar de aanmaak van bloedcellen plaatsvindt. Beenmerg bevindt zich in de botten. Bij kinderen zit beenmerg nog in alle botten, maar bij volwassenen concentreert het beenmerg zich in de botten van de romp en de schedel. Het beenmerg is samengesteld uit een grote hoeveelheid onrijpe en uitgerijpte cellen die, als ze rijp zijn, uitgestoten kunnen worden richting de bloedbaan. De monocyten worden vervolgens via het bloed naar de weefsels vervoerd, waar ze zich ontwikkelen tot macrofagen en dendritische cellen.
Een monocyt is een ronde of ovale witte bloedcel (leukocyt) met een diameter van 12 tot 20 μm (micrometer) en daarmee groter dan een rode bloedcel. De monocyt heeft een ronde, niervormige kern, een enigszins korrelige structuur en een cytoplasma dat verkleurt.
Tussen de 2 tot 10% van de witte bloedcellen bestaat uit monocyten. Monocyten bevinden zich overal in het lichaam, maar zijn vooral aanwezig in de milt, waar ze dode, beschadigde of oud geworden rode bloedcellen uit de bloedsomloop verteren en afbreken. Een monocyt is een fagocyt en omringt en vernietigt ziekteverwekkers, absorbeert lichaamsvreemde stoffen en verwijdert oude of beschadigde cellen.
Monocyten maken maar 5% uit van het totale aantal witte bloedcellen in een gezond lichaam. Rijpe monocyten overleven maar drie tot acht uur in het bloed, maar wanneer ze in de weefsels terecht komen, rijpen ze uit tot nog grotere cellen, die macrofagen heten.

Macrofagen

Macrofagen ontwikkelen zich vanuit monocyten, die van het bloed naar de weefsels verhuisd zijn.
De macrofagen liggen klaar in de weefsels van organen. Ze bevinden zich in de weefsellagen rond de longen, de ingewanden, de hersenen, het ruggenmerg, het weefsel onder de huid en in veel andere organen. In het hart zijn de afweercellen betrokken bij het repareren van beschadigd weefsel, maar macrofagen zijn ook aanwezig in gezond hartweefsel. Dat doet vermoeden, dat de macrofagen ook van belang zijn voor een normale hartfunctie. In de lymfeknopen geven macrofagen dendritische cellen af om zich op een vaste plek te verankeren. Als er een ontsteking ontstaat, komen de macrofagen in beweging en worden ze via het lymfevocht naar de ontstekingshaard gebracht om de ziekteverwekkers aan te pakken. Lymfevocht is weefselvocht, dat van de lymfeknopen door de lymfevaten stroomt. De macrofagen kunnen jarenlang in lichaamsweefsels overleven.
Een macrofaag is een fagocyt en omringt en vernietigt ziekteverwekkers, absorbeert lichaamsvreemde stoffen en verwijdert oude of beschadigde cellen. De transportblaasjes (fagosomen) in de macrofagen brengen het afval naar het lysosoom in de cel. Daar wordt met behulp van verteringsenzymen al het afval afgebroken. Als een lichaamsvreemde indringer nogal groot of taai is, kunnen de macrofagen samensmelten en veranderen in een reuzencel met veel kernen. Deze reuzencellen bevatten veel lysosomen met verteringsenzymen, die bacteriën, schimmels, dode cellen en andere lichaamsvreemde ziekteverwekkers kunnen afbreken. Een macrofaag wordt dan een antigeen presenterende cel (APC). Als APC activeren de macrofagen het verworven afweersysteem.

Er zijn verschillende soorten macrofagen:
• Weefselmacrofagen in de lichaamsweefsels.
• Giantcellen. Dit zijn grote cellen, die ontstaan door verdere rijping van macrofagen.
• Lokaal gevangen macrofagen. Deze macrofagen hebben een vaste plaats, bijvoorbeeld in de milt of in de lever. Ze zorgen daar voor fagocytose.
• Alveolaire macrofagen. Deze macrofagen zorgen voor de afweer in de longen.
• Gliale cellen. Deze macrofagen zitten in het zenuwstelsel en ruimen dode zenuwcellen op.
• Osteoclasten. Deze macrofagen breken bot af.

Granulocyten

Granulocyten is de verzamelnaam voor drie soorten witte bloedcellen: de neutrofielen, de eosinofielen en de basofielen.
Het beenmerg is de plaats, waar de aanmaak van bloedcellen plaatsvindt. Beenmerg bevindt zich in de botten. Bij kinderen zit beenmerg nog in alle botten, maar bij volwassenen concentreert het beenmerg zich in de botten van de romp en de schedel. Het beenmerg is samengesteld uit een grote hoeveelheid onrijpe en uitgerijpte cellen die, als ze rijp zijn, uitgestoten kunnen worden richting de bloedbaan.
In het beenmerg is dus een grote hoeveelheid rijpe granulocyten opgeslagen. Op elke granulocyt, die in het bloed circuleert, wachten wel 50 tot 100 granulocyten tot ze aan de bloedbaan worden afgegeven. Daardoor is binnen zeven uur, nadat het lichaam een infectie heeft herkend, de helft van de granulocyten in de bloedbaan beschikbaar om de infectie in het lichaam te bestrijden. De granulocyt kan, afhankelijk van de omstandigheden, vier tot vijf dagen in de weefsels overleven, maar slechts enkele uren in de bloedbaan.

Neutrofielen

• Neutrofielen zijn de meest voorkomende granulocyten. Het grootste deel, 40% tot 75%, van de witte bloedcellen in het bloed bestaat uit neutrofiele granulocyten. De neutrofiel is een fagocyt en een antigeen presenterende cel (APC).
• Neutrofiele granulocyten rijpen in het beenmerg in ongeveer twee weken tijd. Het beenmerg bevat alleen al een reservevoorraad rijpe neutrofielen, die twintig keer zo groot is als alle neutrofielen in circulatie in de bloedbaan. Onder normale omstandigheden worden deze neutrofielen twee dagen na hun ogenschijnlijk volledige uitrijping losgelaten in het bloed. Gedurende infecties gebeurt dat eerder. Neutrofielen blijven maar 6 tot 10 uur in de circulatie. Daarna gaan ze naar de weefsels, waar ze nog enkele dagen actief hun werk kunnen doen. Uiteindelijk worden de neutrofiele granulocyten opgeruimd door macrofagen, hetzij via fagocytose, hetzij na apoptose (celdood) als gevolg van veroudering.
• Verplaatsing van neutrofielen van het beenmerg naar het bloed en naar de weefsels, vereist dat de neutrofielen zich door de bloedvaatwand, tussen de endotheelcellen door, wringen. De neutrofielen uit bloed moeten daarvoor allereerst hechten aan de bloedvaatwand. In tegenstelling tot bacteriën hebben de leucocyten een vaste drager nodig om zich voort te bewegen. Met de eiwitten op de vaste drager (endotheelcellen, fibroblasten, epitheelcellen, tussencelstof in de weefselmatrix) worden via adhesie-eiwitten bindingen aangegaan. Deze bindingen zetten de leukocyt plaatselijk vast aan de ondergrond van bijvoorbeeld een bloedvaatwand. In de cel worden veranderingen in het actinenetwerk opgewekt, die de rest van de cel over dit vastgeklonken punt doen heen rollen. Vervolgens laten de bindingen met de ondergrond los en worden op een volgend punt nieuwe bindingen aangemaakt. Op deze manier rolt de leucocyt over de ondergrond verder.
• Neutrofielen zijn betrokken bij fagocytose en hebben een belangrijke rol in ontstekingsreacties. Ze zijn betrokken bij de aanmaak van ontstekingsmediatoren, zoals bijvoorbeeld chemotactische peptiden en cytokinen. Daarnaast kunnen neutrofielen ook weefselschade veroorzaken. Dat laatste is een noodzakelijk kwaad, omdat daarbij ontstekingsmateriaal uit de weefsels wordt verwijderd. Onder normale omstandigheden stopt de invasie van neutrofielen, zodra de ontstekingsverwekker is verwijderd, waarna het weefsel zich kan herstellen. Maar als de invasie van de neutrofielen in het weefsel niet stopt, zoals op chronisch ontstoken plaatsen, dan kunnen de weefsels permanent beschadigd worden. Dit kan bijvoorbeeld gebeuren bij jicht en reumatoïde artritis. Bij deze ziektebeelden maken de neutrofielen waarschijnlijk zelf neutrofiel-specifieke chemotactische peptiden aan, die deels de weefselbeschadiging bij deze ontstekingsreacties veroorzaken.
• Een tekort aan neutrofielen maakt je vatbaarder voor allerlei infecties en kan mild, matig of ernstig zijn. Het kan acuut (binnen enkele uren tot dagen) of chronisch (binnen maanden tot jaren) ontstaan. Je kunt dan koorts, hoofdpijn, spierpijn hebben en algemeen niet goed voelen. Andere klachten zijn afhankelijk van de infectieplaats. De kans op een infectie neemt toe met de ernst van het tekort en met de aanwezigheid van ziekten, die de kans op een infectie verhogen, zoals een verminderde weerstand. De infectie verspreidt zich snel en kan in ernstige gevallen zelfs leiden tot een levensbedreigende bloedvergiftiging (sepsis).
Een tekort aan neutrofielen kan vele oorzaken hebben:
– een acute, milde vorm van neutrofielentekort bij volwassenen is vaak het gevolg van medicijnen en geeft meestal geen klachten. Het is vaak een bijwerking van medicijnen tegen kanker (chemotherapie) of van medicijnen, die het afweersysteem onderdrukken (immunosuppressiva).
– een acuut neutrofielentekort is er vaak bij virale infecties (bijvoorbeeld griep) en verdwijnt meestal spontaan na genezing, maar kan soms ook enkele weken aanhouden. Bacteriële infecties geven eerder aanleiding tot een stijging van het aantal neutrofielen.
– bij bepaalde ziekten van het afweersysteem (auto-immuunziekten) beschouwt het lichaam de neutrofielen onterecht als lichaamsvreemd en vernietigt ze.
– naast een neutrofielentekort kunnen kwaadaardige bloedziekten vaak ook andere afwijkingen veroorzaken, bijvoorbeeld bij acute leukemie zitten er onrijpe witte bloedcellen in het bloed.
– soms vindt men bij chronisch neutrofielentekort geen oorzaak. Je hebt dan geen verhoogd risico op infectie.
– aangeboren en erfelijke vormen van neutrofielentekort zijn eerder zeldzaam.
– soms gaat het om pseudo-neutrofielentekort (vals tekort), waarbij een groot aantal neutrofielen zich binden (plakken) aan de wand van de bloedvaten. Dit resulteert in een laag aantal witte bloedcellen in het bloed, terwijl het totale aantal neutrofielen toch normaal is.

Eosinofielen

• Eosinofiele granulocyten worden aangemaakt in het beenmerg. Het beenmerg is samengesteld uit een grote hoeveelheid onrijpe en uitgerijpte cellen die, als ze rijp zijn, uitgestoten kunnen worden richting de bloedbaan. Na rijping zullen de eosinofielen het beenmerg verlaten richting het bloed. Daar circuleren ze korte tijd om vervolgens naar de weefsels van vooral de darmen en de luchtwegen toe te gaan. Daar zullen ze nog enkele weken overleven. Een rijpe eosinofiel kan zich niet meer delen. Eosinofiele granulocyten vormen een klein deel, zo’n 1% tot 5%, van de witte bloedcellen.
• Eosinofielen maken veel stoffen aan die ingezet worden bij de afweer tegen bepaalde infecties, vooral infecties met (larven van) parasieten en wormen. Mensen, die met parasieten of wormen zijn geïnfecteerd, hebben dan ook vaak een toename van eosinofielen in het bloed. Ook bij mensen met allergische ziekten, zoals eczeem en astma, kan sprake zijn van een toename van eosinofielen in het bloed. Zo’n toename wordt eosinofilie genoemd.
• Bij eosinofilie is het aantal eosinofielen in het bloed hoger dan normaal. Eosinofilie kan erfelijk voorkomen in sommige families. Soms wordt geen verklaring gevonden.
Het aantal eosinofielen kan overdag variëren. Het gehalte aan eosinofielen in het bloed is ’s avonds hoger, net als tijdens de menstruatie en bij fysieke belasting. Het gehalte aan eosinofielen in het bloed is ’s morgens lager en ook onder invloed van bepaalde medicijnen (bètablokkers) en stress.
• Eosinofilie kan zeer veel verschillende oorzaken hebben:
– allergische ziekten (astma en hooikoorts).
– infecties met parasieten (wormen, toxoplasma).
– medicijnen (sommige antibiotica).
– giftige stoffen (tryptofaan).
– huidziekten (eczeem of psoriasis).
– processen in de longen (longontsteking).
– bindweefselziekten (reumatoïde artritis).
– maagdarmziekten (coeliakie of glutenintolerantie).
– infecties door bacteriën (vaak eosinofilie in het beginstadium) of parasieten (recente tropenreis).
– ziekten van het bloed (bloedkankers), uitgezaaide kankers of na bestraling.
– endocrinologische ziekten (ziekte van Addison), immuunstoornissen.

Basofielen

• Basofielen zijn de minst voorkomende witte bloedcellen. Minder dan 0,5 – 1% van de witte bloedcellen bestaat uit basofiele granulocyten. De basofielen bevatten een S-vormige ronde kern, fagocyteren niet en zijn betrokken bij vaatverwijding in lokale ontstekingsprocessen. Ze hebben heel veel paarsblauwe korrels met histamine in het cytoplasma.
• De basofielen zijn betrokken bij allergische reacties. Ze reageren op verschillende allergenen, die de afgifte van histamine en andere stofjes veroorzaken. Deze allergenen veroorzaken irritatie en ontsteking in aangedane weefsels. Je lichaam herkent de irritatie/ontsteking en verwijdt de bloedvaten (dilatatie), waardoor vocht uit de bloedsomloop in het weefsel terecht komt in een poging om het irriterende stofje af te zwakken. Deze reactie doet zich voor bij hooikoorts, astma, netelroos en in de meest ernstige vorm bij een anafylactische shock.
• Basofielen zijn granulocyten en zij zorgen voor een allergische reactie en het opruimen van een ongewenste stof middels een ontstekingsreactie. De basofiel is een unieke cel in het bloed vanwege de aanwezigheid van histamine in de korrels en de samenstelling van grote hoeveelheden receptoren voor immunoglobuline E (IgE) op het plasmamembraan. Net als de mestcel, die zich in de weefsels bevindt, maakt de basofiele granulocyt histamine vrij, wanneer allergenen, zoals huisstofmijt of graspollen, zich binden aan specifiek IgE, dat heeft gebonden aan de receptor op het plasmamembraan van de basofiel.
• Er zijn veel overeenkomsten tussen de basofiele granulocyten en de mestcellen. Mestcellen hebben ook histamine opgeslagen, dat kan worden vrijgemaakt na activatie. Maar basofiele granulocyten zitten in het bloed en mestcellen zitten in de weefsels.

Dendritische cellen

• Veel dendritische cellen ontwikkelen zich vanuit de monocyten. De monocyten gaan van het bloed naar de weefsels en ontwikkelen zich in het weefsel naar dendritische cellen. In de darm komen verschillende soorten dendritische cellen voor.
• Dendritische cellen zijn de ‘generaals’ van het afweersysteem. Zij sturen andere afweercellen (de ‘soldaten’) aan om bacteriën en virussen te doden. Daarnaast kunnen de afweercellen ook tumorcellen aanpakken. Dendritische cellen zitten op plaatsen, waar het lichaam van buitenaf wordt aangevallen, zoals in de huid (cellen van Langerhans) en in de slijmvliezen. Daar sporen ze de indringers op met hun lange dendrieten, die uit de cel steken als de takken van een boom.
• Dendritische cellen zijn in ons lichaam actief om antigenen van ziekteverwekkers op te sporen en aan andere afweercellen te presenteren. Cellen van het afweersysteem scannen het lichaam continu op de aanwezigheid van afwijkende antigenen van ziekteverwekkers, zoals virussen, bacteriën of kwaadaardige cellen. De dendritische cellen kunnen ziekteverwekkers opnemen en afbreken tot deeltjes. Ze migreren vervolgens naar de lymfevaten en presenteren de deeltjes in de lymfeklieren aan andere cellen in het immuunsysteem. Dit zijn de rijpe, nog niet geactiveerde, (naïeve) T-lymfocyten (T-cellen) en de B- lymfocyten (B-cellen).
• Dendritische cellen activeren T-lymfocyten in het verworven afweersysteem, die specifiek het antigeen van de indringer herkennen, dat de dendritische cellen binnenbrengen. Als ziekteverwekkers in het lichaam binnendringen, vertelt de dendritische cel aan T-helper cellen om wat voor soort ziekteverwekker het gaat en hoe die het beste vernietigd kan worden.
Voor de activering van T-lymfocyten (T-cellen) door dendritische cellen zijn drie verschillende signalen nodig:
– de T-cellen moeten het antigeen herkennen, dat aanwezig is op het oppervlakte van de dendritische cellen.
– de activatie moet plaats vinden door antigeen-receptoren aan het oppervlak van de dendritische cellen.
– de dendritische cellen geven activerende boodschappermoleculen (cytokinen) af.
Deze drie signalen kunnen alleen door goed uitgerijpte dendritische cellen overgebracht worden aan de T-cellen. De T-cellen activeren en worden vervolgens effector cellen. Vervolgens gaan de geactiveerde T-cellen in het lichaam op zoek naar cellen met deze antigenen en zullen deze cellen doden.
Dendritische cellen zijn essentieel voor een goed functioneren van ons afweersysteem.

Mestcellen

• De mestcellen of mastocyten reageren op een infectie. Mestcellen ontstaan vanuit voorlopercellen, die het beenmerg verlaten en zijn nog niet volgroeid, wanneer ze het beenmerg verlaten. De voorlopercellen komen via de bloedbaan terecht in de huidlagen, darmen en slijmvliezen. Hier aangekomen rijpen de voorlopercellen uit tot verschillende mestcellen, nadat ze zich aan het weefsel vastgehecht hebben.
• Een mestcel gaat groeien als hij daartoe geprikkeld wordt via bepaalde signalen. Op de buitenkant van de mestcel zit een eiwit-receptor, die na contact met een mestcelgroeifactor signalen doorgeeft naar de binnenkant van de cel. Deze signalen zorgen ervoor dat de mestcel stoffen gaat uitscheiden of gaat groeien.
• De mestcellen kunnen erg snel reageren op indringers en zijn verantwoordelijk voor jeuk en het zwellen van de huid bij een allergische reactie. De mestcellen zijn gevuld met korrels en reageren op een infectie. Deze korrels (granulen) geven alarmsignalen af in de vorm van chemische stoffen, zoals histamine of heparine. Eén van de belangrijkste chemische stoffen uit de mestcellen is histamine. Deze stof kan allerlei klachten veroorzaken zoals: zwelling van weefsels (oedeem), jeuk en roodheid van de huid. Naast histamine bevatten mestcellen ook andere chemische stoffen, die de reactie van je afweersysteem ondersteunen. Bij een insectensteek bijvoorbeeld zullen mestcellen in de huid ervoor zorgen, dat het gif zich niet te ver in het lichaam kan verspreiden door plaatselijke zwelling en roodheid op de plek van de steek. De zwelling van de neus bij hooikoorts is een ander voorbeeld van de werking van mestcellen die in het neusslijmvlies zitten.
• Er zijn veel overeenkomsten tussen de mestcellen en de basofiele granulocyten. Mestcellen hebben ook histamine opgeslagen, dat kan worden vrijgemaakt na activatie. Maar mestcellen zitten in de weefsels en basofiele granulocyten zitten in het bloed.

Natural-killer-cellen (NK-cellen)

• De natural-killer-cellen (NK-cellen) zijn grote lymfocyten, die actief zijn in het aangeboren afweersysteem. Ze gaan rond in het lichaam op zoek naar mogelijke bedreigingen, zoals met virussen geïnfecteerde cellen of tumorcellen. Alle cellen in ons lichaam hebben antigenen op hun celmembraan, die afweercellen vertellen, dat ze lichaamseigen cellen zijn en niet lichaamsvreemd. Als NK-cellen deze antigenen lezen, dan wordt hun cytotoxische (dodende) activiteit uitgeschakeld.
• Een virus, dat je lichaam is binnengedrongen, zal proberen te ontsnappen aan de antistoffen door zich te verschuilen in gezonde lichaamscellen. Virussen kunnen zich niet zelfstandig voortplanten en dwingen gezonde cellen om kopieën van ze te maken. De kopieën van die virussen infecteren op hun beurt ook weer lichaamseigen cellen en doden deze.
• Bij de bestrijding van deze virussen breken de fagocyten (neutrofiele granulocyten, monocyten en macrofagen) de virussen af in stukjes eiwitten en maken ze vanaf grote afstand zichtbaar op het membraan van de cel. De virusstukjes worden gebruikt als landingsplaatsen door de helper T-cellen, nadat ze deze virusstukjes hebben herkend als de fragmenten van een ziekteverwekker, die zich op het oppervlak van geïnfecteerde cellen bevinden. De T-lymfocyten (T-cellen) zijn betrokken bij de specifieke afweer. De T-cellen zijn vooral actief bij ziekteverwekkers (pathogenen), die zich ophouden in de cellen van de gastheer. Deze zijn het grootste deel van de tijd uit zicht van het afweersysteem. Geactiveerde T-cellen zijn in staat om met virussen geïnfecteerde cellen lek te schieten. Op bevel van de helper T-cel wordt ook de natural-killer cel (NK-cel) actief.
• De NK-cel gaat op jacht naar geïnfecteerde cellen. Ze reageert op noodsignalen van cytokinen, die geïnfecteerde cellen signaleren. De NK-cellen roepen ook versterking op door het maken van cytokinen, die signalen sturen naar plasmacellen, die specifieke antistoffen maken tegen de bedreiging. Bij virussen zorgen de antistoffen er voor dat ze geen cellen meer binnen kunnen gaan. Bij bacteriën zorgen antistoffen en complementfactoren er samen voor dat óf de cel kapot gaat óf makkelijk vernietigd kan worden door fagocyten. Omdat de geïnfecteerde cel een deeltje van het virus via stukjes op het membraan laat zien, vormt het een duidelijk doelwit.
• De virusstukjes zijn de landingsplaats voor natural-killer-cellen (NK-cellen). De natural-killer-cel vindt zo de geïnfecteerde cel en doodt de geïnfecteerde lichaamseigen cellen door gaatjes te maken in het celmembraan met toxinen (perforines en granzymes). Perforines en granzymes slaan gaten in de geïnfecteerde celmembranen, waardoor deze doodgaan (apoptose). Door geïnfecteerde cellen te doden, wordt de vermenigvuldiging van het virus gestopt. Daarnaast kunnen natural-killer-cellen ook ontspoorde zieke lichaamseigen cellen, zoals tumorcellen, opsporen en doden.